《壳聚糖1》PPT课件

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1、壳聚糖小组成员：肖凯任杰王安琪班级0310990.前言虾壳、蟹壳是水产工业生产的废弃物，堆放一段时间就会腐坏，造成环境污染；其实，虾壳蟹壳中含有甲壳素、蛋白质和红色素等物质。壳聚糖(Chitosan)是就是由甲壳素（Chitin）经过1,4键链接而成的线形聚合物，是迄今所发现的唯一天然碱性多糖,广泛存在于蟹、虾和昆虫的外壳及菌类、藻类的细胞壁之中。壳聚糖具有优异的物理化学性质、生物相容性、抗菌性、生理活性；由壳聚糖制得的功能材料可应用于医药、农业、工业、食品及化妆品行业。1.研究发展过程1811年，法国科学家H.Braconnot从动物的甲壳

2、中提取到了甲壳素。1859年，法国人Rouget将甲壳素放在浓KOH溶液中煮沸，洗净后可溶于有机酸，便得到了壳聚糖。1934年，在美国才首次出现了关于制备壳聚糖及相关物质的专利，并于1941年成功制备壳聚糖人造皮肤和手术缝合线。20世纪90年代，壳聚糖的应用和生产达到了高潮——全球壳聚糖的年产量数万吨。壳聚糖结构式图1壳聚糖结构式共价键结合的高分子直链类似纤维结构和分子间力的存在决定了高分子量甲壳素/壳聚糖的不溶解性、难吸收性.6-C上羟基存在可预见醇的性质；2-C上氨基的存在可预测壳聚糖的性质，带正电荷的阳离子性；氮原子、氧原子的配位性。3

3、.物理性质壳聚糖是白色或灰白色无定形、半透明、略有珍珠光泽的固体，其相对分子质量从数十万到数百万不等。不能完全溶解于水和碱溶液中，但可溶于稀酸(pH<6)壳聚糖在溶液中是带正电荷多聚电解质，具有很强的吸附性壳聚糖具有很好的吸附性、成膜性和通透性、成纤性、吸湿性和保湿型。图5壳聚糖宏观形貌4.化学性质壳聚糖分子链官能团较多，能发生多种反应，O—酰基化和N—酰基化、含氧无机酸酯化、醚化、N—烷基化、氧化、螯合、酸吸附、接枝共聚和交联反应，其中比较重要的是酰基化和醚化反应。酰基化反应主要是壳聚糖的烃基、氨基和有机酸的衍生物如酸酐、酰卤等发生反应，导

4、入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基，利用这个反应可以得到强度很高的全乙酰化甲壳素膜或纤维。壳聚糖的烃基可以和烃基化试剂反应生成醚，如乙基醚、苄基醚、羧甲基醚，其中目前研究较多的是壳聚糖羧甲基取代物，后面将会单独介绍。5.壳聚糖的制备化学制备法、生物降解法、机械加工法虾壳稀酸溶液搅拌加入氢氧化钠水溶液得甲壳素一定浓度下氢氧化钠水溶液制得壳聚糖1.5h加热2h20h如下流程[1]；5.1反应条件影响影响因素主次顺序:浸酸时间>脱乙酰基时使用的碱的浓度>除蛋白质的碱煮时间>脱乙酰化时的温度>脱乙酰化的反应时间>盐酸浓度6.壳聚糖改性由于壳聚糖中含有-

5、OH和-NH2具有一定的化学活性，可通过改性的方法引入化学基团对其进行物理化学方面的改性。壳聚糖是甲壳素脱乙酰化而得到的产物，虽然含有游离的氨基，但它只溶于盐酸、醋酸、乳酸、苯甲酸、甲酸等稀酸而不能溶于水、碱溶液以及大多数有机溶剂，从而限制了壳聚糖的应用。6.1烷基化改性壳聚糖与环丙醇反应壳聚糖与环氧衍生物的加成反应，得到的是N-烷基化衍生物，这个反应的特点是同时引进了2个亲水性的羟基。烷基化反应就是壳聚糖与环氧衍生物发生加成反应，可以得到N—烷基化衍生物、西佛碱、壳聚糖季铵盐等重要的化工物质。如：6.2交联改性通过双官能团的醛或酸酐等进行交

6、联常用的交联剂是戊二醛，环环氧氯丙烷，乙二醇二缩水甘油醚等。S=F/L，式中:S—抗拉强度，N/m；F—试样断裂时的拉力，N；L—试样的宽度，m算膜的抗拉强度:表5壳聚糖含量与拉伸强度和伸长率的关系[2][2].刘越,黄家兰.壳聚糖膜的制备及性能研究[J].武汉科技学院学报,2009.22(5):23-26.戊二醛的加入量对抗拉强度及伸长率的影响随戊二醛加入量的增加抗拉强力呈先上升后下降的趋势表6戊二醇加入量与抗拉强度与拉伸率的关系[2]6.3醚化改性与醚化试剂反应，常用试剂：甲基醚、乙基醚、苄基醚、羟乙基醚、羟甲基等羧甲基取代的位置不同，可

7、以的到不同的取代产物图6O-羧甲基壳聚糖和N-羧甲基壳聚糖6.3.1羧甲基化反应壳聚糖NaOH溶液浸泡搅拌至膨化缓慢滴加到氯乙酸溶液中水浴加热调节pH，稀释并抽滤[3].吴刚.羧甲基壳聚糖的应用[J].滁州学院学报.2007,9（6）:65-67.羧甲基壳聚糖的水溶性，除了因为它是一种羧酸盐而溶于水外，还有一个原因是羧甲基的导入，破坏了壳聚糖分子中氢键的形成，使其水溶性增加。羧甲基壳聚糖分子链中，含有羟基、氨基、羧基等极性基团并都是亲水基团，有着较强的吸水性，因此羧甲基壳聚糖具有较好的吸湿、保湿功能，吸湿、保湿性能优于透明质酸，并随羧甲基取代

8、度的增大而增强[3]。羧甲基壳聚糖是一种高分子絮凝剂，具有絮凝絮凝和螯合性能。此外还存在成膜性，降解性，抗菌性及生物学特性使其应用广泛。7.结构表征1.红外光谱2.